(57)【要約】【課題】  紡糸により光ファイバ素線に生じる残留応力の径方向分布を効率的に低減する光ファイバ素線の製造方法、および、この製造方法によって製造された光ファイバ素線を提供する。【解決手段】  光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸工程と、該紡糸工程により形成された光ファイバ裸線を緩やかに冷却する徐冷工程と、徐冷工程を経た光ファイバ裸線を被覆材で被覆する温度まで冷却する冷却工程と、冷却工程により冷却された光ファイバ裸線を被覆材で被覆して光ファイバ素線を形成する被覆工程を備えた光ファイバ素線の製造方法において、被覆工程において被覆材が被覆される前の光ファイバ裸線の外径をｄとすると、徐冷工程において、外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内における光ファイバ裸線の少なくとも一部の平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下とする。【選択図】        図２
2005343703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸工程と、該紡糸工程により形成された光ファイバ裸線を緩やかに冷却する徐冷工程と、該徐冷工程を経た光ファイバ裸線を被覆材で被覆する温度まで冷却する冷却工程と、該冷却工程により冷却された光ファイバ裸線を被覆材で被覆して光ファイバ素線を形成する被覆工程を備え、光ファイバ素線の線引き速度が１０００ｍ／ｍｉｎ以上の光ファイバ素線の製造方法であって、
前記被覆工程において被覆材が被覆される前の光ファイバ裸線の外径をｄとすると、前記徐冷工程において、外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内における光ファイバ裸線の少なくとも一部の平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下とすることを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。
【請求項２】
前記徐冷工程において、少なくとも光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間のうち０．０８ｄに相当する範囲における光ファイバ裸線の少なくとも一部の平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項３】
前記徐冷工程において、ヘリウムガスよりも対流熱伝達率の低いガスを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項４】
前記ヘリウムガスよりも対流熱伝達率の低いガスは、窒素ガス、アルゴンガス、空気から選択されるいずれか１種であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項５】
前記徐冷工程において、光ファイバ裸線を線引きする速度をＸ［ｍ／ｍｉｎ］、光ファイバ裸線を徐冷する温度をＹ［℃］とすると、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たすように、前記光ファイバ裸線を徐冷する温度Ｙを制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光ファイバ素線の製造方法によって製造された光ファイバ素線であって、
前記光ファイバ素線のクラッドの最外層における光軸方向の残留応力の径方向分布の平均変化率が０．５ＭＰａ／μｍ以下であることを特徴とする光ファイバ素線。
【請求項７】
前記光ファイバ素線のコアとクラッドの界面において、コアにおける残留応力と、クラッドにおける残留応力との差が２０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ素線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ素線の製造方法、および、この製造方法によって製造された光ファイバ素線に関するものであり、特に、線引き速度が１０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸に有効な光ファイバ素線の製造方法、および、この製造方法によって製造された光ファイバ素線に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ファイバ素線は、以下のようにして製造されている。
図１７は、従来の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【０００３】
光ファイバ素線の製造においては、まず、石英系ガラスを主成分とする光ファイバ母材１０１を紡糸炉１０２内に収容し、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス雰囲気中で、その先端部分を約２０００℃に高温加熱し、溶融紡糸して、光ファイバ裸線１０３とする。
【０００４】
次いで、光ファイバ裸線１０３を冷却筒１０４内に送り込む。冷却筒１０４内には、ヘリウムや窒素ガスなどの冷却用ガスが供給されており、冷却筒１０４において光ファイバ裸線１０３を次工程の一次被覆層の形成に好適な温度まで急冷する。
【０００５】
次いで、冷却筒１０４で冷却された光ファイバ裸線１０３は、一次被覆層形成用の被覆材塗布装置１０５およびＵＶランプ１０６により、紫外線硬化型樹脂などからなる一次被覆層で被覆される。
【０００６】
さらに、一次被覆層が設けられた光ファイバ裸線１０３は、二次被覆層形成用の被覆材塗布装置１０７およびＵＶランプ１０８により、紫外線硬化型樹脂などからなる二次被覆層で被覆され、光ファイバ素線１０９となる。
【０００７】
さらに、紡糸中の光ファイバ素線１０９は、ターンプーリ１１０によって別方向に向きを変えられ、引取機１１１、ダンサーロール１１２を経て、巻取ドラム１１３に巻き取られる。
【０００８】
近年、光ファイバ素線の生産効率の向上や、低コスト化を目的として、光ファイバ素線の線引き速度を１０００ｍ／ｍｉｎ以上とした高速紡糸が行われるようになっている。このように、高速紡糸を行なうと、以下に示すような問題が発生する。
（１）線引き速度が１０００ｍ／ｍｉｎ未満の場合、図１８（ａ）に示すように、光ファイバ素線の紡糸中、光ファイバ母材１２１の加熱溶融部(ネックダウン部)１２１ａは紡糸炉１２２内にある。一方、線引き速度が１０００ｍ／ｍｉｎ以上の場合、図１８（ｂ）に示すように、光ファイバ素線の紡糸中、光ファイバ母材１２１の加熱溶融部１２１ａは長くなり、紡糸炉１２２外に突出してしまう。
【０００９】
（２）図１９に示すように、光ファイバ素線の線引き速度が速いほど、対流熱伝達率が高くなる。したがって、紡糸炉外へ出て、冷却筒内へ送り込まれる以前の空冷された光ファイバ裸線は、線引き速度に依存する対流熱伝達率の影響により、線引き速度が速いほど、急冷されやすくなる。
ここで、対流熱伝達率とは、光ファイバ裸線とその周囲雰囲気との間で移動する熱量を表している。
【００１０】
（３）光ファイバ裸線に被覆層を設けるためには、紡糸炉外に出た光ファイバ裸線を所定の温度まで冷却しなければならない。そのために、線引き速度が速いほど、光ファイバ裸線を冷却筒にて急冷しなければならない。
【００１１】
以上の問題のために、光ファイバ素線の製造にあっては、光ファイバ裸線の冷却速度は速くなり、光ファイバ裸線は外周から急冷される。そのため、最終的に得られる光ファイバ素線に残留する光軸方向の応力（以下、「残留応力」と略す。）の径方向分布差が大きくなり、その結果として、光ファイバ素線内のガラス構造に起因する構造不整損失が増加するという問題がある。なお、線引き速度が遅い（１０００ｍ／ｍｉｎ未満）の場合には、光ファイバ裸線の冷却速度が遅いため、残留応力の径方向分布が大きくならず、構造不整損失の増加は見られなかった。
【００１２】
従来、紡糸張力を制御して、コアとクラッドとの熱膨張率差を、クラッドガラスの紡糸中に生じる引張り歪で相殺する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。この方法によれば、光ファイバ素線を極めて低損失化することができる。この方法では、低速紡糸が行われており、光ファイバ素線に応力が凍結する温度域が紡糸炉内にあるため、紡糸炉内において、光ファイバ裸線が外周から急冷されない。
【００１３】
しかしながら、特許文献１、特許文献２に開示されている方法において、線引き速度を１０００ｍ／ｍｉｎ以上とすると、光ファイバ裸線が外周から中心に向かって温度分布を持って急冷されるために、光ファイバ素線の径方向に残留応力分布が発生し、残留応力を相殺することが難しい。
【００１４】
このような光ファイバ素線の残留応力を低減する方法としては、例えば、光ファイバ母材のコア部およびクラッド部の粘度を調節する方法が挙げられる。この粘度の調節方法としては、コア部とクラッド部の添加物の量を調節することにより、両者の粘度を調節して、粘度差を小さくする方法が提案されている。この方法によれば、コア部とクラッド部に生じる応力を分散して、紡糸後の光ファイバ素線に残留する応力を小さくすることができる（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１参照。）。
【００１５】
しかしながら、光ファイバ母材の粘度を調節するためには、精密な添加物濃度の調節が必要となる上に、そのための工程数が増えるため、製造コストが増加するという問題がある。また、光ファイバ母材の粘度を調節する方法では、紡糸後の光ファイバ素線のクラッドの最外層に大きな引張り応力が残留するため、光ファイバ素線の表面に傷が付くと、光ファイバ素線が破断し易くなるという問題がある。
【００１６】
また、光ファイバ裸線が急冷されるのを防止する方法としては、紡糸炉外へ出た光ファイバ裸線を徐冷（アニール、再加熱）する方法が提案されている。（例えば、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９、特許文献２０、特許文献２１参照。）
【００１７】
しかしながら、これらの方法は、主に、仮想温度を低減することにより、光ファイバ素線におけるレーリー散乱を低減することを目的としており、残留応力を低減することを目的として最適化されたものではない。これらの方法を用いれば、レーリー散乱を低減することができるものの、光ファイバ素線の径方向における残留応力の変化が大きいと、構造不整損失を低減することができない場合がある。これらの方法では、不必要な温度域を含んで光ファイバ裸線を徐冷する方法であるため、効果的に残留応力を低減することができない。また、これらの方法では、限られた設備を有効利用しようとしても無駄が生じたり、この無駄を考慮しないで設備投資をすると、製造コストが嵩むという問題がある。
【特許文献１】特許第２７６７４３９号公報
【特許文献２】特許第２９５１４１５号公報
【特許文献３】特許第２８００９６０号公報
【特許文献４】特開平８−２６７６３号公報
【特許文献５】特公平７−１７３９５号公報
【特許文献６】特開平７−３３４６０号公報
【特許文献７】特開平９−４８６２９号公報
【特許文献８】特開２００２−１４８４６６号公報
【特許文献９】特開２００２−１４８４６５号公報
【特許文献１０】特開２００２−１５６５４３号公報
【特許文献１１】特開２００３−１３１０６０号公報
【特許文献１２】特開２００２−３２１９３６号公報
【特許文献１３】特開昭６０−１８６４３０号公報
【特許文献１４】特開２０００−３３５９３３号公報
【特許文献１５】特開２０００−３３５９３４号公報
【特許文献１６】特開２０００−３３５９３５号公報
【特許文献１７】特開平４−５９６３１号公報
【特許文献１８】特開２００３−５４９７８号公報
【特許文献１９】特開２００１−１１４５２５号公報
【特許文献２０】特開２００１−１１４５２６号公報
【特許文献２１】特開２００３−３３５５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、紡糸により光ファイバ素線に生じる残留応力の径方向分布を効率的に低減する光ファイバ素線の製造方法、および、この製造方法によって製造された光ファイバ素線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するために、光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸工程と、該紡糸工程により形成された光ファイバ裸線を緩やかに冷却する徐冷工程と、該徐冷工程を経た光ファイバ裸線を被覆材で被覆する温度まで冷却する冷却工程と、該冷却工程により冷却された光ファイバ裸線を被覆材で被覆して光ファイバ素線を形成する被覆工程を備え、光ファイバ素線の線引き速度が１０００ｍ／ｍｉｎ以上の光ファイバ素線の製造方法であって、前記被覆工程において被覆材が被覆される前の光ファイバ裸線の外径をｄとすると、前記徐冷工程において、外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内における光ファイバ裸線の少なくとも一部の平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下とする光ファイバ素線の製造方法を提供する。
【００２０】
前記徐冷工程において、少なくとも光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間のうち０．０８ｄに相当する範囲における光ファイバ裸線の少なくとも一部の平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下とすることが好ましい。
【００２１】
前記徐冷工程において、ヘリウムガスよりも対流熱伝達率の低いガスを用いることが好ましい。
【００２２】
前記ヘリウムガスよりも対流熱伝達率の低いガスは、窒素ガス、アルゴンガス、空気から選択されるいずれか１種であることが好ましい。
【００２３】
前記徐冷工程において、光ファイバ裸線を線引きする速度をＸ［ｍ／ｍｉｎ］、光ファイバ裸線を徐冷する温度をＹ［℃］とすると、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たすように、前記光ファイバ裸線を徐冷する温度Ｙを制御することが好ましい。
【００２４】
上記光ファイバ素線の製造方法によって製造された光ファイバ素線であって、前記光ファイバ素線のクラッドの最外層における光軸方向の残留応力の径方向分布の平均変化率が０．５ＭＰａ／μｍ以下である光ファイバ素線を提供する。
【００２５】
前記光ファイバ素線のコアとクラッドの界面において、コアにおける残留応力と、クラッドにおける残留応力との差が２０ＭＰａ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、光ファイバ素線の線引き速度が１０００ｍ／ｍｉｎ以上の光ファイバ素線の製造方法において、被覆工程において被覆材が被覆される前の光ファイバ裸線の外径をｄとし、徐冷工程において、外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内における光ファイバ裸線の少なくとも一部の平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下とすれば、線引き速度が１０００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡糸にあっても、紡糸により光ファイバ素線に生じる残留応力を効率的に低減することができる。その結果として、機械的強度に優れる光ファイバ素線を製造することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、紡糸により光ファイバ素線に生じる残留応力を低減することによって、光ファイバ母材の光学特性が保たれた光ファイバ素線を歩留良く製造することができる。
さらに、本発明によれば、光ファイバ素線に生じる残留応力を効率的に低減することができるので、余分な設備投資の必要がなく、製造コストの増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施した光ファイバ素線の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００２９】
まず、光ファイバ素線の残留応力に関して説明する。
光ファイバ素線の残留応力は、コアとクラッドに含まれる添加物の種類や量の違いによる熱膨張係数の差に起因する熱応力や、線引き時に加えられる張力によって生じる引張り歪によって決定される。
熱応力は、コアまたはクラッドを形成する材料に起因しているため、光ファイバ素線の原料である光ファイバ母材の組成を変えない限り変化しない。
【００３０】
一方、引張り歪は、線引張力、および、線引張力を負担する領域すなわち光ファイバ母材の加熱溶融部(ネックダウン部)の位置によって変化する。ネックダウン部と線引張力の関係は、下記の式（１）で表される。
ｖ（δＡ／δｘ）＝−Ｆ／β          （１）
ここで、ｖは線引き速度、δＡ／δｘはネックダウン部の変形率、Ｆは線引張力、βは伸び粘性係数をそれぞれ表している。
また、β＝3η（ηは粘性係数）であることから、上記の式（１）より、線引張力は、ネックダウン部の変形率と光ファイバ母材の粘度の積で表される。
【００３１】
つまり、図１に示すグラフから分るように、紡糸炉内の最高温度領域（紡糸炉内に設けられたヒータの中央部）近傍では、温度が高いためにネックダウン部の変化率が大きく、ネックダウン部の粘度が低い。一方、紡糸炉の最低温度領域（紡糸炉の出口）近傍では、温度が低いためにネックダウン部の変化率が小さく、ネックダウン部の粘度が高いので、紡糸炉の出口近傍の光ファイバ裸線が一定の線引張力を負担することになる。
【００３２】
したがって、線引張力が一定であれば、光ファイバ裸線の断面積が小さい方が、単位断面積当りにおける張力の負担が大きくなる。そこで、本発明に係る光ファイバ素線の製造方法では、線引き中の光ファイバ裸線の外径がほぼ一定になる区間において、光ファイバ裸線を緩やかに冷却（以下、「緩やかに冷却する」ことを「徐冷」と言う。）し、光ファイバ裸線の径方向における温度分布を均一にすることにより、効果的に光ファイバ素線に生じる残留応力の径方向分布を低減する。
【００３３】
図２は、本発明に係る光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【００３４】
本発明に係る光ファイバ素線の製造方法においては、まず、石英系ガラスを主成分とする光ファイバ母材１１を紡糸炉１２内に収容し、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス雰囲気中で、その先端部分を約２０００℃に高温加熱し、溶融紡糸して、光ファイバ裸線１３とする（紡糸工程）。
【００３５】
次いで、光ファイバ裸線１３を徐冷炉１４内に送り込み、この徐冷炉１４内において光ファイバ裸線１３を所定の温度まで徐冷する（徐冷工程）。
【００３６】
この徐冷工程において、光ファイバ裸線１３を徐冷する方法としては、徐冷炉１４内にヘリウム（Ｈｅ）ガスよりも対流熱伝達率の低いガスを供給して、徐冷炉１４内をこのガス雰囲気とし、このガス雰囲気内を通過する光ファイバ裸線１３が急冷するのを防ぐ方法（以下、この方法を「方法α」と言う。）、徐冷炉１４を断熱材などで断熱して、光ファイバ裸線１３の熱を保温する方法（以下、この方法を「方法β」と言う。）、徐冷炉１４にヒータを設け、このヒータで光ファイバ裸線１３を加熱して、光ファイバ裸線１３が急冷するのを防ぐ方法（以下、この方法を「方法γ」と言う。）、さらには、方法βと方法γを組み合わせた方法などが用いられる。これらの方法の中でも、光ファイバ裸線１３の温度調節の観点から、方法γが好ましく用いられる。
【００３７】
徐冷工程において用いられるヘリウムガスよりも対流熱伝達率の低いガスとしては、窒素（Ｎ２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、空気から選択されるいずれか１種であることが好ましい。窒素ガス、アルゴンガス、空気は、ヘリウムガスと比較して安価であり、対流熱伝達率が１０分の１程度と小さいため、本発明に係る光ファイバ素線の製造方法における徐冷工程に好適である。
【００３８】
次いで、徐冷炉１４を出た光ファイバ裸線１３を冷却筒１５内に送り込む。冷却筒１５内には、ヘリウムや窒素ガスなどの冷却用ガスが供給されており、冷却筒１５において光ファイバ裸線１３を次工程の一次被覆層の形成に好適な温度まで冷却する（冷却工程）。
【００３９】
次いで、冷却筒１５で冷却された光ファイバ裸線１３は、一次被覆層形成用の被覆材塗布装置１６およびＵＶランプ１７により、紫外線硬化型樹脂などからなる一次被覆層で被覆される（被覆工程）。
【００４０】
さらに、一次被覆層が設けられた光ファイバ裸線１３は、二次被覆層形成用の被覆材塗布装置１８およびＵＶランプ１９により、紫外線硬化型樹脂などからなる二次被覆層で被覆され、光ファイバ素線２０となる（被覆工程）。
【００４１】
さらに、線引き中の光ファイバ素線２０は、ターンプーリ２１によって別方向に向きを変えられ、引取機２２、ダンサーロール２３を経て、巻取ドラム２４に巻き取られる。
【００４２】
本発明に係る光ファイバ素線の製造方法では、所望の光ファイバ裸線の外径、すなわち、被覆工程において被覆材が被覆される直前の光ファイバ裸線の外径をｄ（例えば、１２５μｍ）とした場合、光ファイバ裸線１３の外径がｄ＋０．２ｄ（例えば、１５０μｍ）からｄ（例えば、１２５μｍ）に変化するまでの区間内（以下、この区間を「徐冷区間」と言う。）で徐冷工程を行う。そして、この徐冷区間内における光ファイバ裸線の少なくとも一部の平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下として、光ファイバ裸線を徐冷する。
【００４３】
ここで、平均冷却速度は、以下に示す関係式で定義される。
平均冷却速度＝{徐冷開始温度［℃］−徐冷終了温度［℃］}／徐冷距離［ｍ］×線引き速度［ｍ／ｍｉｎ］
すなわち、本発明において、平均冷却速度は、徐冷開始から徐冷終了までの間における温度の減少割合を表わしている。
【００４４】
徐冷工程において、光ファイバ裸線の少なくとも一部の平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下とする場合、外径がｄ＋０．２ｄを超える区間において光ファイバ裸線１３を徐冷しても、この区間において徐冷された光ファイバ裸線１３は、外径がｄ＋０．２ｄ以下となる区間において急冷されて、光ファイバ裸線１３の外周から中心に向かって温度分布が生じる。その結果として、光ファイバ裸線１３には残留応力が生じてしまう。一方、外径がｄになってから光ファイバ裸線１３を徐冷すると、応力緩和に時間が掛かり過ぎて、実際の光ファイバ素線の製造に適用することは、製造装置の制約や製造コストなどの点から難しい。
【００４５】
また、徐冷工程において、光ファイバ裸線１３を徐冷する範囲は、上記徐冷区間の全域に限定されるものではなく、必要に応じて、適宜設定されるが、少なくとも徐冷区間のうち０．０８ｄに相当する範囲とする。光ファイバ裸線１３を徐冷する範囲を、少なくとも徐冷区間のうち０．０８ｄに相当する範囲とすれば、光ファイバ裸線１３に生じる残留応力を効率的に低減することができる。
【００４６】
また、徐冷工程において、光ファイバ裸線１３を線引きする速度をＸ［ｍ／ｍｉｎ］、光ファイバ裸線１３を徐冷する温度、すなわち、徐冷炉１４内の温度をＹ［℃］とすると、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たすように、徐冷炉１４内の温度Ｙを制御することが好ましい。
【００４７】
温度Ｙが、０．５Ｘ−１００未満では、平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下にすることができず、結果として、光ファイバ裸線１３の径方向の残留応力分布が大きくなってしまう。
【００４８】
本発明の光ファイバ素線は、上述のような光ファイバ素線の製造方法によって製造されたものであって、その光ファイバ素線には、光ファイバ裸線部分に残留応力が存在している。この光ファイバ裸線部分に生じる残留応力は、光ファイバ素線の径方向分布として引張応力および圧縮応力で表わされる。
【００４９】
ここで、図３は、光ファイバ裸線部分に生じる残留応力（引張応力および圧縮応力）を示す概念図である。
なお、引張応力は、主に線引張力負担（光軸方向）に起因する応力である。また、圧縮応力は、主にガラスの粘度差により、線引張力負担部分より（光軸方向）低粘度部分に起因する応力である。
【００５０】
本発明では、引張応力を正、圧縮応力を負とした場合（図３参照）、光ファイバ素線のクラッドの最外層（クラッドにおける被覆材との界面近傍の領域）における光軸方向の残留応力の径方向分布の平均変化率（以下、「平均残留応力変化率」と略すこともある。）が０．５ＭＰａ／μｍ以下となっている。
ここで、光ファイバ素線のクラッドの最外層における光軸方向の残留応力の径方向分布の平均変化率とは、上記光ファイバ裸線の径方向残留応力分布の最外層から５μｍ内側より、少なくとも、さらに内側に３０μｍ以上にわたる残留応力の変化率を示している。例えば、図３において、平均残留応力変化率ａは、（３０−０）／３０＝１ＭＰａ／μｍとなる。
【００５１】
平均残留応力変化率が０．５ＭＰａ／μｍを超えると、光ファイバ素線内における構造不整損失が増加する。
【００５２】
本発明では、光ファイバ素線のコアとクラッドの界面において、コアにおける残留応力と、クラッドにおける残留応力との差（以下、「コアとクラッドの界面における残留応力差」と言う。）が２０ＭＰａ以下となっている。
【００５３】
このコアとクラッドの界面における残留応力差が２０ＭＰａを超えると、光ファイバ素線内における構造不整損失が増加する。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
図２に示したような光ファイバ素線の製造装置を用いて、シングルモードファイバ用の光ファイバ母材を線引き速度１０００ｍ／ｍｉｎ、線引張力１８０ｇｆで溶融紡糸して外径１２５μｍの光ファイバ裸線を形成し、続いて、この光ファイバ裸線にウレタン−アクリレート系紫外線硬化型樹脂からなる被覆材を硬化してなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて外径２５０μｍの光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム（Ｇｅ）添加コア、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉内にはアルゴンガスを供給し、徐冷炉内の温度を４００℃に設定した。
また、徐冷炉には、非接触式外測器および非接触式ファイバ温度計を設けて、線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１２５μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように、徐冷炉を配置した。
徐冷炉の長さを０．７ｍとした。また、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の外径は１５０μｍ、温度は１６００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の外径は１２５μｍ、温度は１２００℃であった。したがって、徐冷炉における光ファイバ裸線の平均冷却速度（以下、「平均冷却速度」と略す。）は９５２４℃／ｓｅｃであった。
また、線引き速度をＸ［ｍ／ｍｉｎ］、徐冷炉内の温度をＹ［℃］とすると、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．５ＭＰａ／μｍであった。また、コアとクラッドの界面における残留応力差（以下、「残留応力差」と略す。）は１８ＭＰａであった。
また、カットバック法により、この光ファイバ素線の損失波長特性を測定して、波長の４乗分の１と損失との関係を示すグラフを作成して構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｒｅｃｔｏｍｅｔｒｙ（以下、「ＯＴＤＲ」と略す。）により、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１８７ｄＢ／ｋｍであった。
なお、構造不整損失の好ましい範囲は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下、シングルモードファイバの伝送損失の好ましい範囲は０．１９ｄＢ／ｋｍ以下、ノンゼロ分散シフトファイバの伝送損失の好ましい範囲は０．２０ｄＢ／ｋｍ以下である。
以上の結果を表１に示す。
【００５６】
（実施例２）
徐冷炉内の温度を１０００℃に設定し、徐冷炉の長さを１．４ｍとした以外は実施例１と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は４７６２℃／ｓｅｃであった。
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．３ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は８ＭＰａであった。
また、実施例１と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、実施例１と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１８７ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表１に示す。
【００５７】
（比較例１）
徐冷炉を取り除いて、紡糸炉を出て冷却筒に送り込まれるまでの光ファイバ裸線を空気による自然冷却とした以外は実施例１と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１２５μｍの区間の距離を０．５ｍ、外径が１５０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１６００℃、外径が１２５μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１２００℃であった。したがって、この間における平均冷却速度は１３３３３℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、徐冷炉を用いていないので、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．８ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２５ＭＰａであった。
また、実施例１と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１５ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例１と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９４ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表１に示す。
【００５８】
(比較例２)
徐冷炉の代わりに保護管を用いて、保護管内にはヘリウムガスを供給し、紡糸炉を出て冷却筒に送り込まれるまでの光ファイバ裸線を保護管内のヘリウムガス雰囲気内で急冷した以外は実施例１と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１２５μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように、保護管を配置し、この区間の距離を０．４ｍ、外径が１５０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１６００℃、外径が１２５μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１２００℃であった。したがって、この間における平均冷却速度は１６６６７℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、徐冷炉を用いていないので、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．１ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は３０ＭＰａであった。
また、実施例１と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０２ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例１と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．２０１ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表１に示す。
【００５９】
（比較例３）
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１６０μｍ〜１５０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように徐冷炉を配置し、徐冷炉内の温度を１０００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．２ｍとし、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の外径は１６０μｍ、温度は１７００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の外径は１５０μｍ、温度は１６００℃とした以外は実施例１と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は８３３３℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．８ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２５ＭＰａであった。
また、実施例１と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１５ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例１と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９５ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表１に示す。
【００６０】
（比較例４）
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１２５μｍになってから、光ファイバ裸線の徐冷を行うように徐冷炉を配置し、徐冷炉内の温度を４００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．５ｍとし、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の温度は１２００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の温度は１０００℃であった以外は実施例１と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は６６６７℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．８ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２５ＭＰａであった。
また、実施例１と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１５ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例１と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９２ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2005343703.tif 000003
【００６２】
（実施例３）
図２に示したような光ファイバ素線の製造装置を用いて、シングルモードファイバ用の光ファイバ母材を線引き速度１５００ｍ／ｍｉｎ、線引張力２１０ｇｆで溶融紡糸して外径１２５μｍの光ファイバ裸線を形成し、続いて、この光ファイバ裸線にウレタン−アクリレート系紫外線硬化型樹脂からなる被覆材を硬化してなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて外径２５０μｍの光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉内には窒素ガスを供給し、徐冷炉内の温度を１０００℃に設定した。
また、徐冷炉には、非接触式外測器および非接触式ファイバ温度計を設けて、線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１３０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように、徐冷炉を配置した。
徐冷炉の長さを１ｍとした。また、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の外径は１５０μｍ、温度は１６００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の外径は１３０μｍ、温度は１３００℃であった。したがって、徐冷炉における平均冷却速度は７５００℃／ｓｅｃであった。
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．４ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は１３ＭＰａであった。
また、カットバック法により、この光ファイバ素線の損失波長特性を測定して、波長の４乗分の１と損失との関係を示すグラフを作成して構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、ＯＴＤＲにより、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１８８ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表２に示す。
【００６３】
（実施例４）
徐冷炉内の温度を８００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．７５ｍとした以外は実施例３と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は１００００℃／ｓｅｃであった。
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．５ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２０ＭＰａであった。
また、実施例３と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、実施例３と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１８９ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表２に示す。
【００６４】
（比較例５）
徐冷炉内の温度を６００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．６ｍとした以外は実施例３と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は１２５００℃／ｓｅｃであった。
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．８ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２５ＭＰａであった。
また、実施例３と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１５ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例３と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９５ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表２に示す。
【００６５】
（比較例６）
徐冷炉を取り除いて、紡糸炉を出て冷却筒に送り込まれるまでの光ファイバ裸線を空気による自然冷却とした以外は実施例３と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１３０μｍの区間の距離を０．４ｍ、外径が１５０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１６００℃、外径が１３０μｍの時における光ファイバ裸線の温度を１３００℃であった。したがって、この間における平均冷却速度は１８７５０℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、徐冷炉を用いていないので、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．２ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は３２ＭＰａであった。
また、実施例３と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１８ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例３と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９８ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表２に示す。
【００６６】
(比較例７)
徐冷炉の代わりに保護管を用いて、保護管内にはヘリウムガスを供給し、紡糸炉を出て冷却筒に送り込まれるまでの光ファイバ裸線を保護管内のヘリウムガス雰囲気内で急冷した以外は実施例３と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１３０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように、保護管を配置し、この区間の距離を０．２ｍ、外径が１５０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１６００℃、外径が１３０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１３００℃であった。したがって、この間における平均冷却速度は３７５００℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、徐冷炉を用いていないので、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていない。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．９ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は３８ＭＰａであった。
また、実施例３と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０２４ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例３と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．２０３ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表２に示す。
【００６７】
（比較例８）
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１６０μｍ〜１５０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように徐冷炉を配置し、徐冷炉内の温度を１１００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．２５ｍとし、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の外径は１６０μｍ、温度は１７００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の外径は１５０μｍ、温度は１６００℃であった以外は実施例３と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は１００００℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．２ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は３２ＭＰａであった。
また、実施例３と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１８ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例３と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．２００ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表２に示す。
【００６８】
（比較例９）
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１２５μｍになってから、光ファイバ裸線の徐冷を行うように徐冷炉を配置し、徐冷炉内の温度を６００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．８ｍとし、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の温度は１２００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の温度は１０００℃であった以外は実施例３と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は６２５０℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．２ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は３２ＭＰａであった。
また、実施例３と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１８ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例３と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９９ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
2005343703.tif 000004
【００７０】
（実施例５）
図２に示したような光ファイバ素線の製造装置を用いて、シングルモードファイバ用の光ファイバ母材を線引き速度２０００ｍ／ｍｉｎ、線引張力２５０ｇｆで溶融紡糸して外径１２５μｍの光ファイバ裸線を形成し、続いて、この光ファイバ裸線にウレタン−アクリレート系紫外線硬化型樹脂からなる被覆材を硬化してなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて外径２５０μｍの光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉内には空気を供給し、徐冷炉内の温度を１０００℃に設定した。
また、徐冷炉には、非接触式外測器および非接触式ファイバ温度計を設けて、線引き中の光ファイバ裸線の外径が１４０μｍ〜１３０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように、徐冷炉を配置した。
徐冷炉の長さを０．８ｍとした。また、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の外径は１４０μｍ、温度は１５００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の外径は１３０μｍ、温度は１３００℃であった。したがって、徐冷炉における平均冷却速度は８３３３℃／ｓｅｃであった。
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．４ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は１０ＭＰａであった。
また、カットバック法により、この光ファイバ素線の損失波長特性を測定して、波長の４乗分の１と損失との関係を示すグラフを作成して構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、ＯＴＤＲにより、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１８８ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表３に示す。
【００７１】
（比較例１０）
徐冷炉内の温度を８００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．６ｍとした以外は実施例５と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は１１１１１℃／ｓｅｃであった。
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．７ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２５ＭＰａであった。
また、実施例５と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１３ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例５と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９２ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表３に示す。
【００７２】
（比較例１１）
徐冷炉を取り除いて、紡糸炉を出て冷却筒に送り込まれるまでの光ファイバ裸線を空気による自然冷却とした以外は実施例５と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１４０μｍ〜１３０μｍの区間の距離を０．２５ｍ、外径が１４０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１５００℃、外径が１３０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１３００℃であった。したがって、この間における平均冷却速度は２６６６７℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、徐冷炉を用いていないので、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．５ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は３５ＭＰａであった。
また、実施例５と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０２ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例５と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９９ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表３に示す。
【００７３】
(比較例１２)
徐冷炉の代わりに保護管を用いて、保護管内にはヘリウムガスを供給し、紡糸炉を出て冷却筒に送り込まれるまでの光ファイバ裸線を保護管内のヘリウムガス雰囲気内で急冷した以外は実施例５と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１４０μｍ〜１３０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように、保護管を配置し、この区間の距離を０．２ｍ、外径が１５０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１５００℃、外径が１３０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１３００℃とした。したがって、この間における平均冷却速度は３３３３３℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、徐冷炉を用いていないので、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．８ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は３８ＭＰａであった。
また、実施例５と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０２２ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例５と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．２０４ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表３に示す。
【００７４】
（比較例１３）
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１６０μｍ〜１５０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように徐冷炉を配置し、徐冷炉内の温度を１２００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．４ｍとし、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の外径は１６０μｍ、温度は１７００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の外径は１５０μｍ、温度は１６００℃であった以外は実施例５と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は８３３３℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．５ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は３５ＭＰａであった。
また、実施例５と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０２ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例５と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．２０１ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表３に示す。
【００７５】
（比較例１４）
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１２５μｍになってから、光ファイバ裸線の徐冷を行うように徐冷炉を配置し、徐冷炉内の温度を９００℃に設定し、徐冷炉の長さを２ｍとし、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の温度を１２００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の温度を１０００℃とした以外は実施例５と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は３３３３℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．５ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は３５ＭＰａであった。
また、実施例３と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０２ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例３と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９９ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表３に示す。
【００７６】
【表３】
2005343703.tif 000005
【００７７】
（実施例６）
図２に示したような光ファイバ素線の製造装置を用いて、ノンゼロ分散シフトファイバ用の光ファイバ母材を線引き速度１０００ｍ／ｍｉｎ、線引張力１８０ｇｆで溶融紡糸して外径１２５μｍの光ファイバ裸線を形成し、続いて、この光ファイバ裸線にウレタン−アクリレート系紫外線硬化型樹脂からなる被覆材を硬化してなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて外径２５０μｍの光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム、フッ素（Ｆ）共添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるノンゼロ分散シフトファイバであった。
徐冷炉内にはアルゴンガスを供給し、徐冷炉内の温度を４００℃に設定した。
また、徐冷炉には、非接触式外測器および非接触式ファイバ温度計を設けて、線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１２５μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように、徐冷炉を配置した。
徐冷炉の長さを０．７ｍとした。また、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の外径は１５０μｍ、温度は１６００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の外径は１２５μｍ、温度は１２００℃であった。したがって、徐冷炉における平均冷却速度は９５２４℃／ｓｅｃであった
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．５ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２０ＭＰａであった。
また、カットバック法により、この光ファイバ素線の損失波長特性を測定して、波長の４乗分の１と損失との関係を示すグラフを作成して構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、ＯＴＤＲにより、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９３ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表４に示す。
【００７８】
（実施例７）
徐冷炉内の温度を１０００℃に設定し、徐冷炉の長さを１．４ｍとした以外は実施例６と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム、フッ素共添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるノンゼロ分散シフトファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は４７６２℃／ｓｅｃであった。
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．３ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は８ＭＰａであった。
また、実施例６と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、実施例６と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９２ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表４に示す。
【００７９】
（比較例１５）
図２に示したような光ファイバ素線の製造装置を用いて、シングルモードファイバ用の光ファイバ母材を線引き速度８００ｍ／ｍｉｎ、線引張力１６０ｇｆで溶融紡糸して外径１２５μｍの光ファイバ裸線を形成し、続いて、この光ファイバ裸線にウレタン−アクリレート系紫外線硬化型樹脂からなる被覆材を硬化してなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて外径２５０μｍの光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるシングルモードファイバであった。
徐冷炉を取り除いて、紡糸炉を出て冷却筒に送り込まれるまでの光ファイバ裸線を空気による自然冷却とし、線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１２５μｍの区間の距離を０．６ｍ、外径が１５０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１６００℃、外径が１２５μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１２００℃であった。したがって、この間における平均冷却速度は８８８９℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、徐冷炉を用いていないので、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．４ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は１１ＭＰａであった。
また、カットバック法により、この光ファイバ素線の損失波長特性を測定して、波長の４乗分の１と損失との関係を示すグラフを作成して構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、ＯＴＤＲにより、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１８６ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表４に示す。
【００８０】
（比較例１６）
徐冷炉を取り除いて、紡糸炉を出て冷却筒に送り込まれるまでの光ファイバ裸線を空気による自然冷却とした以外は実施例６と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム、フッ素共添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるノンゼロ分散シフトファイバであった。
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１２５μｍの区間の距離を０．５ｍ、外径が１５０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１６００℃、外径が１２５μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１２００℃であった。したがって、この間における平均冷却速度は１３３３３℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、徐冷炉を用いていないので、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．８ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２６ＭＰａであった。
また、実施例６と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１８ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例６と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．２０５ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表４に示す。
【００８１】
(比較例１７)
徐冷炉の代わりに保護管を用いて、保護管内にはヘリウムガスを供給し、紡糸炉を出て冷却筒に送り込まれるまでの光ファイバ裸線を保護管内のヘリウムガス雰囲気内で急冷した以外は実施例６と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム、フッ素共添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるノンゼロ分散シフトファイバであった。
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１５０μｍ〜１２５μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように、保護管を配置し、この区間の距離を０．４ｍ、外径が１５０μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１６００℃、外径が１２５μｍの時における光ファイバ裸線の温度は１２００℃であった。したがって、この間における平均冷却速度は１６６６７℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、徐冷炉を用いていないので、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていなかった。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は１．１ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２８ＭＰａであった。
また、実施例１と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０２ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例１と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．２１０ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表４に示す。
【００８２】
（比較例１８）
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１６０μｍ〜１５０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように徐冷炉を配置し、徐冷炉内の温度を１０００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．１５ｍとし、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の外径は１６０μｍ、温度は１７００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の外径は１５０μｍ、温度は１６００℃であった以外は実施例６と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム、フッ素共添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるノンゼロ分散シフトファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は１１１１１℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．８ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２６ＭＰａであった。
また、実施例６と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１８ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例６と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．２１２ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表４に示す。
【００８３】
（比較例１９）
線引き中の光ファイバ裸線の外径が１２５μｍになってから、光ファイバ裸線の徐冷を行うように徐冷炉を配置し、徐冷炉内の温度を４００℃に設定し、徐冷炉の長さを０．５ｍとし、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の温度は１２００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の温度は１０００℃であった以外は実施例６と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム、フッ素共添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるノンゼロ分散シフトファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は６６６７℃／ｓｅｃであった。
また、本比較例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．８ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２６ＭＰａであった。
また、実施例６と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１８ｄＢ／ｋｍであった。
さらに、実施例６と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．２０９ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表４に示す。
【００８４】
【表４】
2005343703.tif 000006
【００８５】
（実施例８）
図２に示したような光ファイバ素線の製造装置を用いて、ノンゼロ分散シフトファイバ用の光ファイバ母材を線引き速度１０００ｍ／ｍｉｎ、線引張力１４０ｇｆで溶融紡糸して外径８０μｍの光ファイバ裸線を形成し、続いて、この光ファイバ裸線にウレタン−アクリレート系紫外線硬化型樹脂からなる被覆材を硬化してなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて外径２５０μｍの光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム、フッ素共添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるノンゼロ分散シフトファイバであった。
徐冷炉内にはアルゴンガスを供給し、徐冷炉内の温度を４００℃に設定した。
また、徐冷炉には、非接触式外測器および非接触式ファイバ温度計を設けて、線引き中の光ファイバ裸線の外径が９６μｍ〜８０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行うように、徐冷炉を配置した。
徐冷炉の長さを０．７ｍとした。また、徐冷炉の入口における光ファイバ裸線の外径は９６μｍ、温度は１６００℃、徐冷炉の出口における光ファイバ裸線の外径は８０μｍ、温度は１２００℃とした。したがって、徐冷炉における平均冷却速度は９５２４℃／ｓｅｃであった
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．５ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は２１ＭＰａであった。
また、カットバック法により、この光ファイバ素線の損失波長特性を測定して、波長の４乗分の１と損失との関係を示すグラフを作成して構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、ＯＴＤＲにより、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９３ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表５に示す。
【００８６】
（実施例９）
徐冷炉内の温度を１０００℃に設定し、徐冷炉の長さを１．４ｍとした以外は実施例８と同様にして、光ファイバ素線を製造した。得られた光ファイバ素線は、ゲルマニウム、フッ素共添加コア、酸化ケイ素クラッドを有し、一次被覆層および二次被覆層がウレタン−アクリレート系の紫外線硬化型樹脂からなるノンゼロ分散シフトファイバであった。
徐冷炉における平均冷却速度は４７６２℃／ｓｅｃであった。
また、本実施例は、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていた。
この光ファイバ素線の残留応力を測定した結果、平均残留応力変化率は０．３ＭＰａ／μｍであった。また、残留応力差は９ＭＰａであった。
また、実施例８と同様にして構造不整損失を算出した結果、構造不整損失は０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であった。
さらに、実施例８と同様にして、波長１．５５μｍにおける伝送損失を測定した結果、この伝送損失は０．１９２ｄＢ／ｋｍであった。
以上の結果を表５に示す
【００８７】
【表５】
2005343703.tif 000007
【００８８】
以上の結果をまとめて、図４〜図１６に示す。
図４は、平均冷却速度と、平均残留応力変化率との関係を示すグラフである。
このグラフから、所望の光ファイバ裸線の外径をｄとした場合、光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内で、光ファイバ裸線を徐冷した場合、平均冷却速度と、平均残留応力変化率との間には相関関係があることが分かった。また、平均冷却速度が１００００℃／ｓｅｃ以下であれば、平均残留応力変化率が０．５ＭＰａ／μｍ以下になることが分かった。
また、線引き速度が８００ｍ／ｍｉｎでは、自然冷却であっても対流熱伝達率が低いため、平均冷却速度が１００００℃／ｓｅｃ以下となり、徐冷工程を設けなくても、平均残留応力変化率が０．５ＭＰａ／μｍ以下となる。
以上の結果から、本発明は、線引き速度を１０００ｍ／ｍｉｎ以上とする光ファイバ素線の製造方法において有効であることが確認された。
【００８９】
図５は、平均冷却速度と、平均残留応力変化率との関係を示すグラフである。
このグラフから、所望の光ファイバ裸線の外径をｄとした場合、光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内で、光ファイバ裸線を徐冷しなかった場合、平均冷却速度と平均残留応力変化率との間には相関関係がないことが分かった。したがって、この場合、平均残留応力変化率を低減することができないことが分かった。
【００９０】
図６は、平均冷却速度と、残留応力差との関係を示すグラフである。
このグラフから、所望の光ファイバ裸線の外径をｄとした場合、光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内で、光ファイバ裸線を徐冷した場合、平均冷却速度と、残留応力差との間には相関関係があることが分かった。また、平均冷却速度が１００００℃／ｓｅｃ以下であれば、残留応力差が２０ＭＰａ以下になることが分かった。
また、線引き速度が８００ｍ／ｍｉｎでは、自然冷却であっても対流熱伝達率が低いため、平均冷却速度が１００００℃／ｓｅｃ以下となり、徐冷工程を設けなくても、残留応力差が２０ＭＰａとなる。
以上の結果から、本発明は、線引き速度を１０００ｍ／ｍｉｎ以上とする光ファイバ素線の製造方法において有効であることが確認された。
【００９１】
図７は、平均冷却速度と、残留応力差との関係を示すグラフである。
このグラフから、所望の光ファイバ裸線の外径をｄとした場合、光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内で、光ファイバ裸線を徐冷しなかった場合、平均冷却速度と残留応力差との間には相関関係がないことが分かった。したがって、この場合、残留応力差を低減することができないことが分かった。
【００９２】
図８は、平均残留応力変化率と、構造不整損失との関係を示すグラフである。
このグラフから、平均残留応力変化率が０．５ＭＰａ／μｍ以下であれば、構造不整損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下になり、十分に低減されていることが分かった。
【００９３】
図９は、残留応力差と、構造不整損失との関係を示すグラフである。
このグラフから、残留応力差が２０ＭＰａ以下であれば、構造不整損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下になり、十分に低減されていることが分かった。
【００９４】
図１０は、平均冷却速度と、平均残留応力変化率との関係を示すグラフである。
なお、図１０には、シングルモードファイバ用の光ファイバ母材（以下、「ＳＭ母材」と略す。）を用いた場合と、ノンゼロ分散シフトファイバ用の光ファイバ母材（以下、「ＮＺＤＳＦ母材」と略す。）を用いた場合について示している。
このグラフから、ＳＭ母材を用いた場合と、ＮＺＤＳＦ母材を用いた場合とでは、同様の傾向が見られることが分かった。
また、所望の光ファイバ裸線の外径をｄとした場合、光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内で、光ファイバ裸線を徐冷した場合、平均冷却速度と、平均残留応力変化率との間には相関関係があることが分かった。また、平均冷却速度が１００００℃／ｓｅｃ以下であれば、平均残留応力変化率が０．５ＭＰａ／μｍ以下になることが分かった。
【００９５】
図１１は、平均冷却速度と、平均残留応力変化率との関係を示すグラフである。
なお、図１１には、ＳＭ母材を用いた場合と、ＮＺＤＳＦ母材を用いた場合について示している。
このグラフから、所望の光ファイバ裸線の外径をｄとした場合、光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内で、光ファイバ裸線を徐冷しなかった場合、平均冷却速度と平均残留応力変化率との間には相関関係がないことが分かった。したがって、この場合、平均残留応力変化率を低減することができないことが分かった。
【００９６】
図１２は、平均冷却速度と、残留応力差との関係を示すグラフである。
なお、図１２には、ＳＭ母材を用いた場合と、ＮＺＤＳＦ母材を用いた場合について示している。
このグラフから、ＳＭ母材を用いた場合と、ＮＺＤＳＦ母材を用いた場合とでは、同様の傾向が見られることが分かった。
また、所望の光ファイバ裸線の外径をｄとした場合、光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内で、光ファイバ裸線を徐冷した場合、平均冷却速度と、残留応力差との間には相関関係があることが分かった。また、平均冷却速度が１００００℃／ｓｅｃ以下であれば、残留応力差が２０ＭＰａ以下になることが分かった。
【００９７】
図１３も、平均冷却速度と、残留応力差との関係を示すグラフである。
なお、図１３には、ＳＭ母材を用いた場合と、ＮＺＤＳＦ母材を用いた場合について示している。
このグラフから、所望の光ファイバ裸線の外径をｄとした場合、光ファイバ裸線の外径がｄ＋０．２ｄからｄに変化するまでの区間内で、光ファイバ裸線を徐冷しなかった場合、平均冷却速度と残留応力差との間には相関関係がないことが分かった。したがって、この場合、残留応力差を低減することができないことが分かった。
【００９８】
図１４は、平均残留応力変化率と、構造不整損失との関係を示すグラフである。
なお、図１４は、ＳＭ母材を用いた場合と、ＮＺＤＳＦ母材を用いた場合について示している。
このグラフから、平均残留応力変化率が０．５ＭＰａ／μｍ以下であれば、構造不整損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下になり、十分に低減されていることが分かった。
【００９９】
図１５は、残留応力差と、構造不整損失との関係を示すグラフである。
なお、図１５は、ＳＭ母材を用いた場合と、ＮＺＤＳＦ母材を用いた場合について示している。
このグラフから、残留応力差が２０ＭＰａ以下であれば、構造不整損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下になり、十分に低減されていることが分かった。
【０１００】
図１６は、構造不整損失と、波長１．５５μｍにおける伝送損失との関係を示すグラフである。
なお、図１６は、ＳＭ母材を用いた場合と、ＮＺＤＳＦ母材を用いた場合について示している。
このグラフから、ＳＭ母材を用いた場合、構造不整損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であれば、波長１．５５μｍにおける伝送損失が０．１９０ｄＢ／ｋｍ以下となることが分かった。一方、ＮＺＤＳＦ母材を用いた場合、構造不整損失が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であれば、波長１．５５μｍにおける伝送損失が０．２００ｄＢ／ｋｍ以下となることが分かった
【０１０１】
また、表５の結果から、実施例９、１０のように、被覆層を設ける前の光ファイバ裸線の外径を８０μｍとした場合も、線引き中の光ファイバ裸線の外径が９６μｍ〜８０μｍの区間で、光ファイバ裸線の徐冷を行えば、被覆層を設ける前の光ファイバ裸線の外径を１２５μｍとした場合と同様の効果が得られることが分かった。
【０１０２】
また、実施例１〜実施例１０および比較例１〜比較例１８から、Ｙ≧０．５Ｘ−１００なる関係式を満たしていれば、平均冷却速度を１００００℃／ｓｅｃ以下とすることができることが確認された。
【０１０３】
さらに、徐冷ガスとしてヘリウムを使用すると、光ファイバ裸線は急冷されるが、空気、アルゴンガス、窒素ガスを用いれば、これらのガスはヘリウムよりも対流熱伝達率が低いため、冷却速度が遅くなることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の光ファイバ素線の製造方法は、シングルモードファイバ、分散シフト、カットオフシフトファイバ、分散補償ファイバのみならず、いかなる種類の光ファイバにも適用可能である。また、気相軸付法（ＶＡＤ法）、外付け法（ＯＶＤ法）、内付け法（ＣＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法）、あるいは、ロッドインチューブ法など、あらゆる製造方法で作製された光ファイバ母材を用いて光ファイバ素線を製造する場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】紡糸炉の温度と、光ファイバ母材の加熱溶融部の外径との関係を示すグラフである。
【図２】本発明に係る光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、光ファイバ裸線部分に生じる残留応力の径方向分布（引張応力および圧縮応力）  を示す概念図である。
【図４】平均冷却速度と、平均残留応力変化率との関係を示すグラフである。
【図５】平均冷却速度と、平均残留応力変化率との関係を示すグラフである。
【図６】平均冷却速度と、残留応力差との関係を示すグラフである。
【図７】平均冷却速度と、残留応力差との関係を示すグラフである。
【図８】平均残留応力変化率と、構造不整損失との関係を示すグラフである。
【図９】残留応力差と、構造不整損失との関係を示すグラフである。
【図１０】平均冷却速度と、平均残留応力変化率との関係を示すグラフである。
【図１１】平均冷却速度と、平均残留応力変化率との関係を示すグラフである。
【図１２】平均冷却速度と、残留応力差との関係を示すグラフである。
【図１３】平均冷却速度と、残留応力差との関係を示すグラフである。
【図１４】平均残留応力変化率と、構造不整損失との関係を示すグラフである。
【図１５】残留応力差と、構造不整損失との関係を示すグラフである。
【図１６】構造不整損失と、波長１．５５μｍにおける伝送損失との関係を示すグラフである。
【図１７】従来の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図１８】紡糸炉内における光ファイバ母材の加熱溶融部の状態を示す概略図である。
【図１９】線引き速度と、対流熱伝達率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０６】
１１・・・紡糸炉、１２・・・光ファイバ母材、１３・・・光ファイバ裸線、１４・・・冷却筒、１５・・・第一の被覆材塗布装置、１６，１８・・・ＵＶランプ、１７・・・第二の被覆材塗布装置、２０・・・捻り装置、２１・・・ターンプーリ、２２・・・引取機、２３・・・ダンサーロール、２４・・・巻取ドラム。
【図１】
2005343703.tif 000008
【図２】
2005343703.tif 000009
【図３】
2005343703.tif 000010
【図４】
2005343703.tif 000011
【図５】
2005343703.tif 000012
【図６】
2005343703.tif 000013
【図７】
2005343703.tif 000014
【図８】
2005343703.tif 000015
【図９】
2005343703.tif 000016
【図１０】
2005343703.tif 000017
【図１１】
2005343703.tif 000018
【図１２】
2005343703.tif 000019
【図１３】
2005343703.tif 000020
【図１４】
2005343703.tif 000021
【図１５】
2005343703.tif 000022
【図１６】
2005343703.tif 000023
【図１７】
2005343703.tif 000024
【図１８】
2005343703.tif 000025
【図１９】
2005343703.tif 000026